JP6110239B2 - フレキシブルパイプ - Google Patents

Description

本発明は、電線を収容するフレキシブルパイプに関する。

従来、電気自動車等の車輪の近傍に装備され、ハブを回転させて車輪を駆動する駆動装置が知られている。この駆動装置は、インホイルモータと、電源から出力された電力を入力してインホイルモータの動作を制御するインバータを備えている。インバータは、車体の内部に配置されているが、インホイルモータは、車輪のハブ近傍（タイヤハウス等）に配置されている。このため、インバータとインホイルモータを接続する電線は、車外の環境に曝されることがある。

この種の電線は、耐久性を確保するために、被覆の厚みを大きく設定したり、電線を樹脂製のコルゲートチューブで取り囲むなどの対策が施されている。しかし、高電流用の電線であるため、電線径が大きく、被覆を厚くすると、電線の屈曲性がさらに低下して配索し難くなるという問題がある。また、電線から発せられる電磁波の影響を少なくするために所定のシールド構造が必要になる。

この点、特許文献１には、軸方向に沿って２つに分割された部材をボルトとナットで締め付けて１つのパイプ要素を形成し、このようにして形成された多数のパイプ要素を軸方向に連結することにより、電線を収容する長尺のフレキシブルパイプを形成する技術が開示されている。ここで、各パイプ要素は、円筒状の胴部の軸方向の両端側に、軸方向の断面を円弧状に膨らませた連結部を連ねて形成され、両端側の連結部は、内外径の大きさが互いに異なって形成される。すなわち、隣り合うパイプ要素は、互いに大きさが異なる一対の連結部を内外にして嵌合させることにより、互いに連結される。

このようにして形成されるフレキシブルパイプは、隣り合うパイプ要素の連結部分で角度を調整できるため、全体として可撓性をもたせることができる。また、パイプ要素を導電性の材料で形成すれば、シールド性をもたせることができる。

実開昭６１−５２４１６号公報

しかしながら、特許文献１のフレキシブルパイプを自動車等の電線に適用した場合、振動によりボルトやナット等の締結部材が次第に緩み、部材間に生じた隙間から異物などが侵入するおそれがある。

また、特許文献１のパイプ要素は、それぞれ軸方向の両端側の連結部の大きさが互いに異なるため、このようなパイプ要素を連結したフレキシブルパイプの軸方向の両端側の連結部の大きさが互いに異なるものとなる。このため、フレキシブルパイプを支持するために、フレキシブルパイプの両端側の連結部とそれぞれ連結される支持部材は、それぞれの連結部の大きさに合わせた２種類のものを用意しなければならず、製造コストが高くなるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、締結部材を使用しないフレキシブルパイプを提供することを第１の課題し、フレキシブルパイプの両端側をそれぞれ支持する支持部材の共通化を図ることを第２の課題とする。

本発明に係るフレキシブルパイプは、導電性の複数のパイプ要素を互いに連結して電線を挿通可能に形成されるものである。このパイプ要素は、軸方向の断面を円弧状に膨らませた連結部が両端にそれぞれ設けられ、各連結部は、隣り合うパイプ要素の前記連結部の内側又は外側に嵌合して連結されている。そして、各パイプ要素は、それぞれ両端の連結部の内外径の大きさが同じ大きさに設定されていることを特徴とする。

これによれば、パイプ要素を一体的に形成することができるから、ボルトやナット等の締結部材が不要になり、異物などの侵入を防ぐとともに、高い耐振性と耐久性を確保することができる。また、このような構成において、例えば、連結部の内外径を大きく設定したものと小さく設定したものの２種類のパイプ要素を用意し、この２種類のパイプ要素を交互に連結することにより、所望の長さのシールドパイプを形成することができる。ここで、奇数個のパイプ要素を連結すれば、フレキシブルパイプの軸方向の両端に位置する連結部を共通化することができるため、これらの連結部とそれぞれ連結される支持部材の共通化を図ることができ、支持部材の製造コストを下げることができる。

具体的に、互いに連結された複数のパイプ要素の両端に位置するパイプ要素は、それぞれ電線が挿通される長尺の支持パイプ（支持部材）と連結され、各支持パイプは、軸方向の一端部に、軸方向の断面を円弧状に膨らませた他の連結部が形成され、他の連結部は、前記パイプ要素の前記連結部の内側又は外側と嵌合して連結されるものとする。

これにより、フレキシブルパイプの両端の連結部とそれぞれ連結される支持パイプを共通化することができるから、支持パイプの製造コストを下げることができる。

また、隣り合うパイプ要素は、互いに連結された一対の連結部の内側と外側との間に導電性の弾性部材が挟持されるものとする。

これによれば、各パイプ要素に水分や細かい異物などが侵入するのを防ぐことができ、しかも、弾性部材に導電性をもたせているから、シールド性の低下を防ぐことができる。

本発明によれば、締結部材を使用しないフレキシブルパイプを実現することができる。また、フレキシブルパイプの両端側をそれぞれ支持する支持部材を共通化を図ることができる。

本発明のフレキシブルパイプが適用される自動車の要部を示す図である。 図１のＡ部を拡大して示す図である。 図２のパイプ要素の断面図である。 隣り合うパイプ要素が連結される状態を示す斜視図である。 フレキシブルパイプが支持パイプに保持される構造を示す断面図である。 図５の支持パイプの先端側の断面図である。

以下、本発明が適用されるフレキシブルパイプの実施形態について、図面を参照して説明する。図１に、本発明のフレキシブルパイプが適用される自動車の要部を示す。自動車には、インホイルモータ１とインバータ３が搭載されている。インホイルモータ１は、タイヤハウス５の内部（ハブ７の内側）に設けられ、回転軸がハブ７の回転軸９と連結（例えば直結）されている。

インバータ３は、車体の内部に搭載され、電線１１を介してインホイルモータ１と電気的に接続されている。このインバータ３は、図示しないバッテリから出力された電力を入力してインホイルモータ１に出力するとともに、インホイルモータ１の動作を制御するようになっている。

ところで、この種の電線１１は、配索経路において、車体から振動が伝わりやすく、揺れや微細な振動をすることがある。この場合、電線１１が車体等の部材と接触すると、電線１１の絶縁外被が擦れて摩耗するおそれがある。また、電線１１は、少なくともその一部が車外の環境に曝される。このように車外に曝された部分の絶縁外被に水分や油分、異物等が付着すると、絶縁外被の経時劣化が進行するおそれがある。

本実施形態では、このような電線１１の摩耗や劣化を抑制するため、電線１１の表面をフレキシブルパイプ１３で覆うことで、電線１１を保護する構造になっている。以下、電線１１とフレキシブルパイプ１３の構造について説明する。

図２に、図１のＡ部を拡大した断面図を示す。電線１１は、金属製の導体１５の周囲を合成樹脂製の絶縁外被１７が取り囲んで形成される。導体１５は、細線を撚り合わせた撚り線である。電線１１の断面形状は、導体１５と絶縁外被１７の双方が略真円となっている。この電線１１は、インホイルモータ１とインバータ３との間を適宜、湾曲、屈曲させて配索される。

フレキシブルパイプ１３は、短尺の複数のパイプ要素１９を互いに連結させて形成される。各パイプ要素１９は、金属で一体的に形成されているが、導電性を有する材料であれば、金属に限らず、樹脂材料で形成することもできる。すなわち、金属の場合は、周知のプレス加工等により形成することができ、樹脂の場合は、周知の射出成形等により形成することができる。

各パイプ要素１９は、互いに大きさの異なる２種類の相似形のパイプ要素１９ａ，１９ｂから構成される。すなわち、フレキシブルパイプ１３は、パイプ要素１９ｂ，パイプ要素１９ａ，パイプ要素１９ｂ・・・のように大きさの異なる２種類のパイプ要素１９を交互に複数連結させることにより、所望の長さに調整することができる。以下、各パイプ要素１９の連結構造について説明する。

図３に示すように、各パイプ要素１９は、円筒状の胴部２１と、胴部２１の軸方向の断面を円弧状に膨らませた２つの連結部２３を備える。２つの連結部２３は、それぞれ胴部２１の軸方向の両側に同軸状に連なって形成される。胴部２１と２つの連結部２３の内部には、それぞれ電線１１が挿通される空間２５が連通して形成される。２つの連結部２３は、内外径の大きさが互いに同じ大きさに設定され、それぞれの軸方向の端部には、電線１１が挿通される開口２７が形成される。なお、胴部２１の内径と開口２７の内径は、それぞれ電線１１の外径よりも大きく設定されている。

ここで、パイプ要素１９ａ，１９ｂの大きさを比較する。これらのパイプ要素１９ａ，１９ｂは、連結部２３ａ，２３ｂが互いに相似形となっており、連結部２３ａの内径は、連結部２３ｂの外径よりも大きく設定されている。また、連結部２３ａの開口２７ａの内径Ｌ１は、連結部２３ｂの開口２７ｂの周縁の外径Ｌ２よりも大きく設定されるとともに、連結部２３ｂの外径Ｌ３よりも小さく設定されている。一方、連結部２３ａの軸方向の長さは、連結部２３ｂの軸方向の長さよりも大きく設定され、各連結部２３は、軸方向に沿って胴部２１から開口２７に向かうにつれて、内外径が円弧状に次第に大きくなった後、胴部２１の外径よりも大きい所定の内外径まで円弧状に次第に小さくなるように設定されている。図２に示すように、パイプ要素１９ａの両端の連結部２３ａの内側には、それぞれパイプ要素１９ｂの連結部２３ｂが軸方向に嵌合されている。すなわち、連結部２３ａは、連結部２３ｂの外側に被さるように嵌合されている。

また、このように連結された一対の連結部２３ａ，２３ｂの間、つまり、外側の連結部２３ａと内側の連結部２３ｂの外側（外周面）との間には、周方向に導電性を有する弾性部材２９が挟持されている。すなわち、連結部２３ａと連結部２３ｂとの隙間は、弾性部材２９によりシールされるようになっている。この弾性部材２９は、導電性を有するゴムや導電性の樹脂等により形成され、連結部２３ａの内周面又は連結部２３ｂの外周面のいずれかに固着されている。

図４に、隣り合うパイプ要素１９ａ，１９ｂが互いに連結された様子を示す。図に示すように、連結部２３ｂの内側には、連結部２３ａが嵌合され、これらの隙間には弾性部材２９が介在している。ここで、連結部２３ｂは、連結部２３ａの開口２７ａを介して軸方向に沿って押し込まれることにより嵌合されるが、連結部２３ｂが押し込まれるときは、連結部２３ａが弾性範囲内で変形する。すなわち、連結部２３ａに嵌合された後の連結部２３ｂは、連結部２３ａが弾性復帰することにより開口２７が閉じられるため、連結部２３ａから容易に離脱することがない。また、連結部２３ａの内周面と連結部２３ｂの外周面は、いずれも球状の曲面をなして対向しているため、各パイプ要素１９は、連結部２３ｂの外周面を連結部２３ａの内周面に沿って摺動させることにより、軸方向に対して角度の調整が可能となる。

本実施形態によれば、各パイプ要素１９をそれぞれ一体的に形成しているから、ボルトやナット等の締結部材を使用することがなく、振動や揺れの大きな場所でも使用することができ、高い耐振性と耐久性を保持することができる。また、パイプ要素１９を一体的に形成することにより、一対の連結部材２３ａ，２３ｂは、一定の嵌合性と摺動性を確保するために、ある程度の隙間をあけて嵌合されるが、この隙間を弾性部材２９がシールしているから、各パイプ要素１９ａ，１９ｂに水が侵入するのを防ぐことができ、高い防水性を確保することができる。このようなフレキシブルパイプ１３で電線１１を保護することにより、電線１１を車外の悪環境から保護することができ、電線１１の通電信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、電線１１を剛性の高いフレキシブルパイプ１３で保護しているから、電線１１の耐久性を確保するために、絶縁外被１７の厚みを大きく設定する必要がなく、したがって、フレキシブルパイプ１３を含めた電線１１を湾曲又は屈曲させたときの曲率半径を小さく設定することができ、電線１１の配索性を向上させることができる。

更に、本実施形態では、弾性部材２９に導電性をもたせているため、連結部２３ａと連結部２３ｂを導通させることができ、フレキシブルパイプ１３の高いシールド性を確保することができる。

次に、上述したフレキシブルパイプ１３を車両等に保持する構造について説明する。図５は、フレキシブルパイプ１３の両端を導電性の支持パイプ３１で支持する構造を示す。フレキシブルパイプ１３は、奇数個（７個）のパイプ要素１９が連結されて構成される。フレキシブルパイプ１３は、その両端にパイプ要素１９ｂが設けられ、その両端のパイプ要素１９ｂの連結部２３ｂは、長尺の支持パイプ３１とそれぞれ連結される。

支持パイプ３１は、例えば金属で一体的に形成され、電線１１が挿通される空間が形成された中空構造となっている。図６に示すように、支持パイプ３１は、長尺の円筒状の支持部３３と、この支持部３３の軸方向の一端部に形成され、支持部３３を縮径させた胴部３５と、この胴部３５の軸方向の断面を円弧状に膨らませた短尺の連結部３７（他の連結部）とを有している。図５の場合、支持パイプ３１の連結部３７は、その内側にパイプ要素１９ｂの連結部２３ｂが嵌合可能に形成されるが、連結部３７は、その外側にパイプ要素１９ａの連結部２３ａが嵌合可能に形成されていてもよい。また、支持部３３は、この形状に限られるものではなく、連結部３７と連なって形成され、かつ、電線１１が挿通される空間を有していれば、この形状に限られるものではない。なお、支持パイプ３１は、車体の所定位置に固定されているものとする。

本実施形態のように、２種類のパイプ要素１９ａ，１９ｂを交互に連結して形成されるフレキシブルパイプ１３は、奇数個のパイプ要素１９を連結することにより、その両端のパイプ要素１９をパイプ要素１９ａ又は１９ｂのいずれかに統一することができる。これにより、長尺の２本の支持パイプ３１は、連結部３７の大きさを統一することができるから、その他の構成が同じであれば、全体として共通部品化することができ、製造コストを下げることができる。この点、特許文献１のフレキシブルパイプは、パイプ要素の形状が軸方向と直交する面に対して非対称であるため、連結されるパイプ要素の数と関係なく、その両端に位置するパイプ要素の連結部の大きさが異なっている。このため、特許文献１の技術では、本実施形態のように、２本の支持パイプ３１を共通部品化することができないから、形状の異なる２種類の支持パイプを製作しなければならず、製造コストの増加を招くことになる。

以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記の実施形態の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、本発明に含まれることは勿論である。

例えば、本実施形態では、互いに連結される連結部２３ａと連結部２３ｂとの隙間に、弾性部材２９を介在させる例を説明したが、この弾性部材２９は、必ずしも必要なものではない。例えば、連結部２３ａの内周面と連結部２３ｂの外周面との隙間を極力小さく設定することにより、弾性部材２９を介在させなくても、水や異物の侵入を防ぐとともに、シールド性を確保することができる。

また、本実施形態では、連結部２３の内外径の大きさが異なる２種類のパイプ要素１９ａ，１９ｂを互いに連結させる例を説明したが、パイプ要素１９は、この例に限られるものではなく、連結部２３の内外径の大きさが異なる３種類以上のパイプ要素を互いに連結させて構成するようにしてもよい。ただし、この場合も、フレキシブルパイプの両端の連結部２３を統一するために、各パイプ要素１９の両端の連結部２３は、内外径が同じ大きさに設定されていることが条件となる。

１ インホイルモータ
３ インバータ
１１ 電線
１３ フレキシブルパイプ
１５ 導体
１７ 絶縁外被
１９ パイプ要素
２３，３７ 連結部
２９ 弾性部材
３１ 支持パイプ

Claims (3)

1. 導電性の複数のパイプ要素を互いに連結して電線を挿通可能に形成されたフレキシブルパイプおいて、
   前記パイプ要素は、軸方向の断面を円弧状に膨らませた連結部が両端にそれぞれ設けられ、各連結部は、隣り合うパイプ要素の連結部の内側又は外側に嵌合して連結され、前記各パイプ要素は、それぞれ両端の連結部の内外径の大きさが同じ大きさに設定されてなるフレキシブルパイプ。
2. 互いに連結された複数の前記パイプ要素の両端に位置する前記パイプ要素は、それぞれ電線が挿通される長尺の支持パイプと連結され、
   前記各支持パイプは、軸方向の一端部に、軸方向の断面を円弧状に膨らませた他の連結部が形成され、前記他の連結部は、前記パイプ要素の前記連結部の内側又は外側と嵌合して連結される請求項１に記載のフレキシブルパイプ。
3. 隣り合う前記パイプ要素は、互いに連結された一対の前記連結部の内側と外側との間に導電性の弾性部材が挟持されてなる請求項１又は２に記載のフレキシブルパイプ。

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